JPH0817832A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0817832A
JPH0817832A JP6147514A JP14751494A JPH0817832A JP H0817832 A JPH0817832 A JP H0817832A JP 6147514 A JP6147514 A JP 6147514A JP 14751494 A JP14751494 A JP 14751494A JP H0817832 A JPH0817832 A JP H0817832A
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JP
Japan
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mask material
plating
photoresist
opening
plating mask
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Application number
JP6147514A
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English (en)
Inventor
Yuji Nonaka
裕司 野中
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3473Plating of solder

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  • Wire Bonding (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バンプの形成において信頼性の高い半導体装
置の製造方法を得ること 【構成】 半導体チップの電極部上の第1のフォトレジ
スト105の開口部106と第2のフォトレジスト10
7の開口部108からなるバンプ形成部の容積が半導体
チップの電極部102に必要なハンダ量と同体積になる
ように制御・形成され、ハンダメッキによりハンダを析
出し、第2のフォトレジスト107から突出されたハン
ダは研磨により削り落とし、第1のフォトレジスト10
5と第2のフォトレジスト107を除去し、熱処理によ
ってウエットバックする方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップのバンプ
形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来技術の一般的な半導体チップ
の電極上へのバンプの形成方法の一例の工程を示すもの
であり、図2中の(a)から(f)まで各段階において
の断面図を示す。
【0003】ここで従来方法による半導体装置の製造方
法を図2(a)から図2(f)を用いて説明する。まず
図2(a)において、半導体チップ201上にあらかじ
め電極部202が設置されていて、電極部202以外の
半導体チップ201は保護膜203で被われている。
【0004】次に図2(b)において、半導体チップ2
01の表面全体にスパッタリング法等を用いてAl,Cr/Cu
などのカレントフィルム204を形成する。なおこのカ
レントフィルム204は、半導体チップ201に点在す
る電極部にバリアメタル層207とPb-Sn(ハンダ)メ
ッキ208を電解メッキする場合、半導体チップ201
の各電極部202を電気的に接続し、電流を通すために
使用される。
【0005】次に図2(c)において、更にカレントフ
ィルム204の上からメッキマスク材となるフォトレジ
スト205を塗布する。そしてフォトリソグラフィ工程
により半導体チップの電極部202上に該当する位置に
あるカレントフィルム204の一部分を露出するように
フォトレジスト205を開口してメッキ用パターンを形
成する。
【0006】次に図2(d)において、図2(C)で形
成したメッキ用パターンを用いて、電極部がAlの場合電
解メッキによりAlがハンダメッキ208に拡散するのを
防止するNi,Cu,Auなどのメッキによるバリアメタル層2
07を開口部206に生成する。そしてさらにバリアメ
タル層207の上にハンダメッキ208を生成する。こ
の際、ハンダの析出量をかせぐためにハンダメッキ20
8がマッシュルーム形状になるまでハンダメッキを行
う。
【0007】次に図2(e)において、フォトレジスト
205を溶剤により除去し、さらに電極部202とバリ
アメタル層207の間にはさまれたカレントフィルム2
04の一部分以外のカレントフィルム204をエッチン
グにより除去する。次に図2(f)において、形成した
バンプ(ハンダメッキ208)をリフローによる加熱で
ウエットバック処理を行い、球状の良好なハンダバンプ
を得る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記バ
ンプ形成方法ではハンダメッキの際、ハンダ析出量を正
確にコントロールすることは困難であるため、同一半導
体チップ内で電極部の径が異なることによりバンプに必
要なハンダ量が異なる場合、あるいは、ハンダ量が異な
るバンプが混在する場合には、バンプの形成は不可能で
あった。
【0009】また同一半導体チップ内で同一径の電極で
あってもバンプとバンプの間のピッチが狭いとマッシュ
ルーム形状のメッキで隣接バンプがショートしてしまう
という問題があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点を解決した半導体製造方法を提供するものである。
その方法は、まず半導体チップの表面にカレントフィル
ムを被着し、第1のメッキマスク材をカレントフィルム
の上に所定の厚さで被着する。そして半導体チップ上の
電極部に該当する位置にあるカレントフィルムの一部分
を露出するように第1のメッキマスク材を開口する。さ
らに第2のメッキマスク材を第1のメッキマスク材の上
に所定の厚さで被覆する。そして第1のメッキマスク材
の開口した部分に該当する位置にある第2のメッキマス
ク材を第1のメッキマスク材の開口した部分より広く開
口する。
【0011】この時、第1のメッキマスク材の開口した
部分と第2のメッキマスク材の開口した部分からなるバ
ンプ形成部は生成され、このバンプ形成部の容積がバン
プに必要なバンプ金属の体積と同じになるよう、第2の
メッキマスク材の開口部の広さを制御する。またバンプ
形成部の容積がバンプに必要なバンプ金属の体積と同じ
になるよう、前記第1のメッキマスク材の厚さと前記第
2のメッキマスク材の厚さについても、あらかじめ制御
されている。そしてこのバンプ形成部に電解メッキによ
りバンプ金属を析出させ、メッキマスク材の表面より突
出したバンプ金属を研磨により削り落とす。そしてバン
プ金属を熱処理してウエットバックすることによって、
球状バンプとすることを特徴とする。
【0012】
【作用】上記のようにメッキマスク材の厚さを制御して
半導体基板に被着し、開口部の広さを制御してバンプ形
成部を形成し、このバンプ形成部に必要量以上にバンプ
金属を析出する。そしてメッキマスク材表面より突出し
たバンプ金属を研磨して削り落とすことにより、必要な
バンプ金属量を正確に制御できる。このため同一半導体
チップ内で径の異なる電極が混在する場合や大きさの異
なるバンプが混在する場合でもバンプの形成が可能であ
る。また同一径の電極で狭ピッチの場合でも、メッキマ
スク材から突出したバンプ金属を研磨して削り落とすこ
とにより、隣接バンプとのショートを防ぐことができ
る。
【0013】
【実施例】以下実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。図1は本発明による半導体装置の製造方法の実施例
の説明図であり、図1中の(a)から(h)まで、各段
階においての断面図を示している。
【0014】ここで本発明による半導体装置の製造方法
を図1(a)から図1(h)を用いて説明する。まず図
1(a)においては、半導体チップ101上にあらかじ
め電極部102が設置されていて、電極部302以外の
半導体チップ101は、保護膜103で覆われている。
【0015】次に図1(b)においては、半導体チップ
101の表面全面にスパッタリング法や蒸着などによ
り、Al,Cr,Cuなどのカレントフィルム104を形成す
る。
【0016】次に図1(c)においては、カレントフィ
ルム104の上から第1のメッキマスク材となる第1の
フォトレジスト105を所定の厚さで塗布し、フォトリ
ソグラフィ工程により、半導体チップ101の電極部1
02上に該当する位置にあるカレントフィルム204の
一部分を露出するように第1のフォトレジスト105の
開口部106を形成する。
【0017】次に図1(d)において、第1のフォトレ
ジスト105の上から、第2のメッキマスク材となる第
2のフォトレジスト107を所定の厚さで塗布する。そ
してフォトリソグラフィ工程により、第1のフォトレジ
スト105の開口部106の部分に該当する位置にある
第2のフォトレジストの一部分を開口し、開口部106
より広い開口部108を形成する。ここで第1のホトレ
ジスト105の開口部106と第2のホトレジスト10
7の開口部108からなるバンプ形成部は、半導体チッ
プの電極部102に必要なハンダ量と同体積になるよう
に、第2のフォトレジスト107の開口部108の広さ
は制御、形成される。またバンプ形成部が、半導体チッ
プの電極部102に必要なハンダ量と同体積になるよう
に、第1のフォトレジスト105の厚さと第2のフォト
レジスト107の厚さはあらかじめ制御されている。
【0018】一般にメッキの析出量は半導体チップ内で
バラツキがあり、フォトレジスト105及びフォトレジ
スト107で生成されたメッキ用パターンつまりバンプ
形成部の大きさによっても析出量が変化する。そこで図
1(e)では、図1(c)と図1(d)で形成したフォ
トレジスト105及びフォトレジスト107から成るメ
ッキ用パターンを用いて、電解メッキによりNi,Cu,Auな
どのメッキによるバリアメタル層109を生成する。さ
らにバリアメタル層109の上にハンダメッキ110を
生成する。半導体チップ上の全ての電極部102でのハ
ンダメッキの析出が、第2のフォトレジスト107を越
えるまで行う。この時第2のフォトレジスト107から
突出したハンダメッキ110は、他の開口部から析出し
て第2のフォトレジスト107から突出したハンダメッ
キとショートしても構わない。
【0019】次に図1(f)において、ハンダメッキ工
程で生じた第2のフォトレジスト107の開口部108
より突出して析出したハンダメッキを研磨定盤等による
研磨により削り落とす。この時、研磨定盤は突出したハ
ンダメッキを削り落とし、第2のフォトレジストに接触
すると摩擦による抵抗が変化するため、第2のフォトレ
ジスト107の表面で研磨を終了することができる。従
ってハンダメッキ量はバンプ形成部の体積と同等にな
る。
【0020】次に図1(g)において、フォトレジスト
105とフォトレジスト107を溶剤等により除去し、
さらに電極部102とバリアメタル層109にはさまれ
た部分以外のカレントフィルム104をエッチングによ
り除去する。
【0021】次に図1(h)では、以上のように形成さ
れたバンプをリフローによる加熱でウエットバックを行
い、球状バンプとする。
【0022】以上の実施例では、フォトレジストを用い
てメッキ用パターンを形成しているが、フォトレジスト
の代わりにポリイミド等の樹脂を用いてレーザー加工又
は樹脂にフォトレジストを用いてフォトリソグラフィ工
程によりメッキ用パターンを形成することができる。そ
して以上の実施例と同じ方法でバンプを形成することが
できる。なお、ポリイミド等の樹脂を除去するには、ド
ライエッチング等により行われる。
【0023】これまで半導体チップ上のバンプ形成方法
について説明したが、本発明の用途はこれに限られるも
のではなく、アルミナ基板等にバンプを形成し、マザー
ボードと接続させるBGAなどにも本発明を適用するこ
とも可能である。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明の実施例によれば、
バンプ形成部の容積が半導体チップの電極部に必要なハ
ンダ量になるように、フォトレジストの厚さ及び開口部
の径を制御・形成し、フォトレジストの表面からはみ出
すまでハンダメッキの析出を行い、フォトレジストを被
覆したままフォトレジスト表面から突出したハンダを研
磨し、フォトレジストを除去する方法を用いた。従っ
て、電極部に必要なハンダ量を正確にコントロールでき
るため、同一半導体チップ内で径の異なる電極部にそれ
ぞれ必要なハンダ量を供給でき、又ハンダ量の異なるバ
ンプでもそれぞれ必要なハンダ量を供給でき、又隣接し
たバンプとバンプがショートすることのないバンプの形
成が可能である。
【0025】又、フォトレジストの代わりに樹脂を用い
た場合では、樹脂はフォトレジストより堅いため、余分
なハンダを研磨により除去する際、研磨によるダレを防
止でき、よりバラツキの少ない、信頼性の高いバンプの
形成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置の製造方法
【図2】従来方法による半導体装置の製造方法
【符号の説明】
101、201 半導体チップ 102、202 電極部 103、203 保護膜 104、204 カレントフィルム 105 第1のフォトレジスト 205 フォトレジスト 106 第1の開口部 206 開口部 107 第2のフォトレジスト 108 第2の開口部 109、207 バリアメタル層 110、208 ハンダメッキ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のメッキマスク材を電極部を含む半
    導体チップ上に所定の厚さで被着させる工程と、 前記第1のメッキマスク材を開口することにより前記電
    極部の位置する部分を露出する第1の開口部を形成する
    工程と、 第2のメッキマスク材を前記第1のメッキマスク材の上
    に所定の厚さで被着させる工程と、 前記第2のメッキマスク材を前記第1の開口部上に前記
    第1の開口部より広く開口して第2の開口部を形成する
    工程と、 前記第1の開口部及び前記第2の開口部からなるバンプ
    形成部に、メッキにより前記第2のメッキマスク材の表
    面より突出するまでバンプ金属を析出させる工程と、 前記第2のメッキマスク材の表面より突出したバンプ金
    属を研磨により削り落とす工程と、前記第1のメッキマ
    スク材及び前記第2のメッキマスク材を除去する工程
    と、前記バンプ金属を熱処理してウエットバックする工
    程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記バンプ形成部の容積がバンプ金属の
    必要量と同一になるように、前記第1のメッキマスク材
    の厚さと前記第2のメッキマスク材の厚さと前記第2の
    開口部の広さを制御することを特徴とする請求項1記載
    の半導体装置の製造方法。
JP6147514A 1994-06-29 1994-06-29 半導体装置の製造方法 Pending JPH0817832A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007214571A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Ccp Contact Probes Co Ltd 均一な共平面性を有する多層フリップチップバンプの高さを制御する方法及び関連装置
KR100871031B1 (ko) * 2007-06-01 2008-11-27 삼성전기주식회사 인쇄회로기판의 범프 형성방법

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